奧希替尼的合成工藝改進(jìn)

高夢康，張華霖，王玉睢，喬振蕊，嚴(yán) 琳

(河南大學(xué) 藥學(xué)院，河南 開封 475004)

奧希替尼 (Osimertinib,1)，化學(xué)名為N-(2-{2-二甲氨基乙基-甲氨基}-4-甲氧基-5-{[4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)嘧啶-2-基]氨基}苯基)-2-丙烯酰胺，CAS登記號為：1421373-65-0，是由英國阿斯利康公司研制，治療非小細(xì)胞肺癌 (NSCLC) 的第三代酪氨酸激酶抑制劑，能不可逆地與表皮生長因子受體 (EGFR) 結(jié)合[1-2]。 2015年11月，奧希替尼獲得FDA加速審批，并獲得“突破性療法”稱號，用于T790M陽性NSCLC初治患者的治療[3-4]。

文獻(xiàn)報(bào)道的奧希替尼的合成路線主要有以下3條：

路線1以4-氟-2-甲氧基苯胺，2, 4-二氯嘧啶和1-甲基吲哚為原料，經(jīng)過7步反應(yīng)，得到奧希替尼 (圖1)[5]。 此路線反應(yīng)步驟較長，并且通過鐵銨還原法還原苯環(huán)上的硝基，反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)后處理困難，且收率低(85%)，不適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。

圖1 合成路線1Fig.1 Synthesis route 1

路線2以4-氟-2-甲氧基-1-硝基苯為原料，經(jīng)過6步反應(yīng)，得到奧希替尼 (圖2)[6]。 此路線通過氫氣和Pd/C還原硝基，危險(xiǎn)系數(shù)高，操作復(fù)雜，反應(yīng)后處理困難，且成本較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

圖2 合成路線2Fig.2 Synthesis route 2

路線3以2-氟-4-甲氧基苯胺為原料，經(jīng)過7步反應(yīng)，得到奧希替尼 (圖3)[5]。 此路線反應(yīng)步驟較長，胍基化反應(yīng)中采用不易儲存的單氰胺，同時(shí)直接成環(huán)產(chǎn)率低，不適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。

通過調(diào)整上述路線的反應(yīng)順序，并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)了如下合成路線4(圖4)。 以2-氟-4-甲氧基苯胺 (2) 為起始原料，用硝酸銨代替硝酸鉀[5, 7]進(jìn)行硝化反應(yīng)得2-氟-4-甲氧基-5-硝基苯胺 (3)。 化合物3與丙烯酰氯在室溫下反應(yīng)2 h得N-(2-氟-4-甲氧基-5-硝基)苯基-2-丙烯酰胺 (4)。 化合物4與N,N,N′-三甲基乙二胺進(jìn)行親核取代反應(yīng)時(shí)，加入阻聚劑4-甲氧基苯酚降低副反應(yīng)Michael加成的發(fā)生，同時(shí)用價(jià)廉易得的碳酸鉀代替N,N-二異丙基乙胺 (DIPEA)[5-6]作縛酸劑，制得N-[2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]-4-甲氧基-5-硝基]苯基-2-丙烯酰胺 (5)。 用價(jià)廉易得的鋅粉、無水氯化鈣代替Pd/C和氫氣[5-6]催化還原反應(yīng)，產(chǎn)物不經(jīng)純化直接與3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚偶聯(lián)得奧希替尼。 優(yōu)化后的路線步驟少，反應(yīng)條件溫和，后處理簡便，為奧希替尼的制備提供了一種新的方法。

圖3 合成路線3Fig.3 Synthesis route 3

圖4 合成路線4Fig.4 Synthesis route 4

1 儀器與試劑

BrukerAVANCE Ⅲ全數(shù)字化超導(dǎo)核磁共振譜儀( 德國 Bruker 公司)，OptiMelt MPA100全自動熔點(diǎn)儀(美國斯坦福大學(xué)研究所)，LC-10AT型高效液相色譜儀(日本島津公司)，2-氟-4-甲氧基苯胺 (上海皓鴻生物醫(yī)藥科技有限公司，純度>95%)，丙烯酰氯(鄭州阿爾法化工有限公司，純度>98%)，N,N,N-三甲基乙二胺(武漢峰耀同輝化學(xué)制品有限公司，純度>95%)，3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚(上海鈺康生物科技有限公司，純度>95%)，其余所用試劑均為市售分析純。

2 化合物的合成

2.1 2-氟-4-甲氧基-5-硝基苯胺 (3) 的合成

在冰浴條件下，將0 ℃的濃硫酸 (6 mL) 加至2, 2.00 g, 14.2 mmol) 中，分三批緩慢加入硝酸銨 (1.13 g, 14.2 mmol)。 加畢，保溫反應(yīng)20 min。 將反應(yīng)液倒入冰水中，邊攪拌邊滴加氨水，調(diào)節(jié)pH至 8，有大量黃色固體析出。 抽濾，濾餅用水(20 mL×3) 洗滌，40 ℃真空干燥得亮黃色固體3(2.57 g, 92%)，純度為96.14%，[HPLC面積歸一化法：色譜柱COSMOSIL 5C18-PAQ(250 mm×4.6 mm, 5 μm)；流動相 3 mmol/L 磷酸水溶液-乙腈；檢測波長210 nm，流速1.0 mL/min]。 m.p. 98.7～102.7 ℃。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 7.44 (d,J= 9.1 Hz, 1H), 6.80 (d,J= 12.1 Hz, 1H), 3.89 (s, 3H), 3.68 (s, 2H)。

2.2 N-(2-氟-4-甲氧基-5-硝基)苯基-2-丙烯酰胺 (4) 的合成

將3(2.42 g, 13.0 mmol)、三乙胺 (1.98 g, 15.1 mmol) 溶于3 mL乙腈中，冰浴冷卻，1.5 h內(nèi)滴加丙烯酰氯 (鄭州阿爾法化工有限公司，純度>98%, 1.27 mL, 15.6 mmol) 的乙腈 (5 mL)溶液，滴畢，室溫反應(yīng)2 h。 減壓蒸除溶劑，用飽和碳酸氫鈉溶液 (40 mL) 洗滌產(chǎn)物，將pH調(diào)至8，用二氯甲烷 (10 mL×2) 萃取，合并有機(jī)相，減壓濃縮得乳黃色固體4(2.79 g, 89%)，純度94.74%，[HPLC 面積歸一化法，條件同上]。 m.p.168.1-172.6 ℃。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 9.02 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 12.2 Hz, 1H), 6.49 (d,J= 16.8 Hz, 1H), 6.26 (dd,J= 16.8, 10.2 Hz, 1H), 5.88 (s, 1H), 5.30 (s, 1H), 3.94 (s, 3H)。

2.3 N-[2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]-4-甲氧基-5-硝基]苯基-2-丙烯酰胺 (5) 的合成

將4(2.50 g, 10.4 mmol)、碳酸鉀 (2.15 g, 15.6 mmol)、N, N, N-三甲基乙二胺(1.17 g, 11.4 mmol)、4-甲氧基苯酚 (0.065 g, 0.5 mmol) 依次加入6 mL DMF中，常溫反應(yīng)2 h。 將反應(yīng)液倒入300 mL水中，用乙酸乙酯 (30 mL×3) 萃取，濾液減壓濃縮，殘余物用硅膠柱色譜分離(二氯甲烷、甲醇體積比，80∶1)，得暗黃色固體5(2.26 g, 67%)，純度94.95%，[HPLC 面積歸一化法，條件同上]。 m.p. 110.3-114.5 ℃。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 10.20 (s, 1H), 9.13 (s, 1H), 6.75 (s, 1H), 6.40 (dd,J= 17.0, 1.8 Hz, 1H), 6.26 (dd,J= 17.0, 10.1 Hz, 1H), 5.69 (dd,J= 10.0, 1.8 Hz, 1H), 3.88 (s, 3H), 2.96-2.79 (m, 2H), 2.76 (s, 3H), 2.53-2.35 (m, 2H), 2.33 (d,J= 8.3 Hz, 6H)。

2.4 奧希替尼 (1) 的合成

按乙醇與水體積比3∶1配制溶劑10 mL，將5(2.00 g, 6.1 mmol)、無水氯化鈣 (0.41 g, 3.7 mmol)、鋅粉 (3.99 g, 61 mmol) 依次加入溶劑，滴加6 N鹽酸 50 μL，滴畢，加熱回流0.5 h。 加入20 mL水后抽濾除去鋅粉，用乙酸乙酯 (5 mL×3) 萃取，減壓濃縮后得1.62 g棕色固體6。 不做進(jìn)一步處理，直接用于下一步反應(yīng)。 將6(1.62 g, 5.4 mmol)、3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚1.45 g, 5.9 mmol)、對甲苯磺酸 (1.12 g，6.5 mmol) 依次加入8 mL正丁醇溶液中，85 ℃回流5 h， TLC檢測反應(yīng)完畢后，用氨水淬滅反應(yīng)，加水 (50 mL)有黃色固體析出，攪拌4 h，抽濾，濾餅用乙腈 (10 mL×2) 洗滌，50 ℃真空干燥 6 h，得淡黃色固體1(2.37 g, 78%)，純度99.85%，[HPLC 面積歸一化法，條件同上]。 m.p.103.8-107.1 ℃ (文獻(xiàn)[8]：104-107 ℃)。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 10.08 (s, 1H), 9.85 (s, 1H), 9.09 (s, 1H), 8.38 (d,J= 5.1 Hz, 1H), 8.08-8.05 (m, 1H), 7.73 (s, 1H), 7.41-7.39 (m, 1H), 7.31-7.18 (m, 2H), 7.20 (d,J= 5.1 Hz, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.48-6.44 (m, 2H), 5.74-5.69 (m, 1H), 4.00 (s, 3H), 3.89 (s, 3H), 2.93 (dd,J= 1.5, 5.1 Hz, 2H), 2.71 (s, 3H), 2.32 (s, 8H)。

3 結(jié)論

改進(jìn)后的合成路線不僅反應(yīng)步驟縮短至5步，而且試劑價(jià)廉易得，成本大幅度降低。 此外反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間短，各步驟反應(yīng)時(shí)間均低于5 h，且后處理簡便，為奧希替尼的制備提供了一種新的方法。